目標高遠
轉子葉片生產(chǎn)中配料技術的新挑戰(zhàn)
DOPAG是在風力渦輪機轉子葉片生產(chǎn)中使用的配料技術領域的領先開發(fā)公司之一。隨著風力渦輪機技術的發(fā)展,對配料和混合系統(tǒng)的要求也在不斷提高。
風力渦輪機的設計和建造比以往任何時候都更多地被極端化所支配。一方面,風力渦輪機必須能夠抵御任何天氣。轉子葉片的頂端可能面臨著高達400公里/小時的風速,而前緣則面臨著被冰雹、鳥類互動甚至雨滴嚴重破壞的風險。另一方面,這些系統(tǒng)的界限不斷被推到新的極端。目前,正在設計長度約為107米的轉子葉片,由此產(chǎn)生的轉子直徑將大大超過200米。隨著葉片尺寸的不斷增加,機翼前緣需要得到特別好的保護,以便能夠維持高的周邊速度。如果沒有這種保護,所要求的超過20年的轉子葉片壽命幾乎不可能實現(xiàn),也不可能減少保持發(fā)電廠運行所需的高水平維護。
可以理解的是,所有這些都給這些系統(tǒng)的制造帶來了挑戰(zhàn)。這在一定程度上是由于轉子葉片部件仍然是手工生產(chǎn)的事實。盡管已經(jīng)出現(xiàn)了使該過程自動化的趨勢,但尚未采取行動。因此,更重要的是,該行業(yè)要努力使其生產(chǎn)過程標準化,正如它一直在做的那樣。只有這樣,它才能實現(xiàn)高效生產(chǎn),并確保部件的一貫高質量。這尤其涉及到減少投資密集型葉片形狀的模具周期時間,這就是為什么必須使灌注過程和硬化階段后的葉片粘合更加有效。
這就是為什么,特別是在計量技術領域,需要能夠同時提供最高精度、可靠性和可重復性的解決方案。根據(jù)不同的應用,雙組分材料--特別是環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂--不斷地被加工成少量和大量。例如,對用于粘結轉子葉片的膠粘劑樹脂的數(shù)量要求已明顯上升到每個計量系統(tǒng)超過300升。DOPAG在設計其計量和混合系統(tǒng)時考慮到了這些要求。該生產(chǎn)商的全面產(chǎn)品組合為任何應用提供了交鑰匙解決方案。配料系統(tǒng)eldomix處理基于環(huán)氧樹脂和聚氨酯的低到中等粘度的雙組分材料,這使得它成為轉子葉片生產(chǎn)中眾多應用的理想選擇。一個例子是前緣保護(LEP),一種有效保護轉子葉片尖端的應用。該工藝涉及eldomix公司計量和混合雙組分聚氨酯,然后手工涂抹在前緣。
灌注樹脂的高容量定量
僅就轉子葉片的內(nèi)部結構而言,就需要計量、混合和灌注超過2000公斤的環(huán)氧樹脂--這是一項巨大的任務,為此DOPAG設計了計量系統(tǒng)compomix。它每分鐘可以處理多達60升的環(huán)氧樹脂,同時將計量精度保持在+/-1%。在灌注過程中,半成品纖維產(chǎn)品和夾層結構被引入到一個開放的模具中,并準備好一個真空生成設備。然后通過輸液軟管和閥門施用樹脂。
加工大量的膠水
DOPAG gluemix是一個齒輪計量系統(tǒng),專門為轉子葉片生產(chǎn)中加工大量的膠水而設計。當粘合當前標準尺寸(55至70米)的轉子葉片時,每片葉片需要600公斤以上的膠水。新一代葉片的數(shù)量變得更加極端,上升到每個葉片約1000公斤。對于尺寸更大、膠量更多的部件,可以使用一個計量系統(tǒng),可以生產(chǎn)超過700公斤的樹脂混合物而不需要換桶。材料在加料站被無氣地加注到計量系統(tǒng)的永久容器中。清空桶內(nèi)的殘余材料增加了工藝的可持續(xù)性,帶來有價值的材料和成本節(jié)約。
高質量的表面保護為了
確保轉子葉片的持久穩(wěn)定性和效率,整個表面都要用高質量的凝膠或面漆來處理。這層膠水要么涂在復合材料上,要么直接在模具中作為模內(nèi)膠衣引入。DOPAGgelcomix是一個專門為這種應用而設計的計量系統(tǒng)。雙組分的材料,通常是聚氨酯,在手動應用之前,由gelcomix系統(tǒng)有效地準備。
結論
復合材料行業(yè)總體上經(jīng)歷了多年的穩(wěn)定增長。由纖維增強塑料制成的部件,被用于制造風力渦輪機,在許多其他行業(yè)也有需求。創(chuàng)新率非常高,這也適用于轉子葉片的生產(chǎn),其設計目標是越來越大的尺寸。根據(jù)這些趨勢,配料技術將需要在未來帶來更多堅實的解決方案。計量和混合系統(tǒng)必須能夠可靠地處理越來越多的材料,并為生產(chǎn)過程的標準化作出貢獻。任何希望保持競爭力的人都需要跟上這一發(fā)展的步伐,并向市場提供相應的解決方案。